真空冷凍干燥機(jī)制冷系統(tǒng)故障分析及維護(hù)

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（上海華源藥業(yè)（寧夏）沙賽制藥有限公司，寧夏銀川 750002）

0 引言

就真空冷凍干燥機(jī)在實(shí)際運(yùn)作時(shí)的工作原理展開(kāi)討論，其是將含有較大水分的物質(zhì)提前實(shí)施制冷措施凍結(jié)為固體物質(zhì)，再在真空狀態(tài)下使水分從制品中蒸發(fā)出來(lái)，而物質(zhì)留存在凍結(jié)的冰體中，物質(zhì)干燥后的性質(zhì)和體積均不會(huì)發(fā)生改變。其運(yùn)作時(shí)的系統(tǒng)包含有制冷、循環(huán)、真空、液壓、CIP/SIP 以及控制系統(tǒng)，其中制冷系統(tǒng)是整個(gè)運(yùn)作過(guò)程的核心部分。

1 制冷系統(tǒng)運(yùn)作時(shí)的常見(jiàn)故障

在真空冷凍干燥機(jī)制冷系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)作當(dāng)中，常見(jiàn)的故障有：壓力偏高導(dǎo)致高壓報(bào)警；油壓差報(bào)警；壓縮機(jī)熱保護(hù)報(bào)警；水壓力報(bào)警；壓縮機(jī)啟動(dòng)不了；壓縮機(jī)在運(yùn)行時(shí)忽然自動(dòng)停機(jī)；制冷系統(tǒng)制冷效果不好等。

1.1 故障產(chǎn)生的原因

（1）壓縮機(jī)壓力偏高致使壓力報(bào)警問(wèn)題：①因制冷劑含量偏多致使排氣時(shí)壓力超標(biāo)；②循環(huán)冷卻水溫偏高致使了水冷凝器結(jié)垢或者是水供應(yīng)不足，導(dǎo)致熱量交換效率下降；③存在有管道和管路引發(fā)泄漏的狀況，致使運(yùn)作時(shí)流入很多空氣；④高壓排氣閥有損壞或是引發(fā)故障，致使其排氣途中發(fā)生不順暢問(wèn)題。

（2）油壓差報(bào)警的問(wèn)題：①回油途中的不通暢，致使壓縮機(jī)發(fā)生油位下降而引發(fā)油泵無(wú)法吸到油；②油臟，造成油泵過(guò)濾器堵塞；③油壓差繼電器故障；④油泵發(fā)生故障；⑤在系統(tǒng)運(yùn)作時(shí)的蒸發(fā)效果偏差，導(dǎo)致曲軸箱滲入了制冷劑，并引起了系統(tǒng)中進(jìn)入了冷凍油，促使油壓偏低。

（3）壓縮機(jī)熱保護(hù)：①由于系統(tǒng)的回氣量下降，電機(jī)得不到到充分的冷卻；②制冷劑不足或者缺少；③壓縮機(jī)的三相電源不穩(wěn)定；④在熱保護(hù)模塊環(huán)節(jié)發(fā)生了故障問(wèn)題；⑤制冷劑管路出現(xiàn)堵塞。

（4）水壓力報(bào)警故障：①運(yùn)作時(shí)的循環(huán)冷卻水壓力相比水壓力繼電器設(shè)定的壓力要低；②水壓力繼電器失效。

（5）壓縮機(jī)不能啟動(dòng)：①油壓差、水壓力、電加熱以及高壓等報(bào)警當(dāng)中存在報(bào)警問(wèn)題；②在啟動(dòng)時(shí)的電流偏大致使保護(hù)裝置故障；③在壓縮機(jī)運(yùn)作時(shí)發(fā)生活塞缸和曲軸咬死的狀況；④系統(tǒng)運(yùn)行故障而致使設(shè)備不能正常實(shí)施控制；⑤存在電器方面的接觸性故障等情況。

（6）壓縮機(jī)運(yùn)作途中自停：①運(yùn)作途中存在油壓差、水壓力、電加熱以及高壓等報(bào)警的問(wèn)題；②運(yùn)行途中發(fā)生了接觸故障或者是機(jī)電突發(fā)性故障等；③在運(yùn)作途中存在油擊、液擊問(wèn)題，導(dǎo)致曲軸、活塞咬死狀況；④控制程序存在故障而沒(méi)能正常輸出。

（7）制冷系統(tǒng)出現(xiàn)的制冷效果欠佳：①開(kāi)啟板層和冷凝器膨脹閥時(shí)過(guò)大或太小。假如過(guò)大則致使壓縮機(jī)發(fā)生自身嚴(yán)重積霜狀況，從而過(guò)液量就偏大；當(dāng)開(kāi)啟過(guò)小時(shí)就導(dǎo)致了過(guò)液量偏弱或不足的狀況；②制冷管路系統(tǒng)堵塞；③制冷劑不夠；④在運(yùn)作中閥板的紙墊出現(xiàn)了破裂或損壞情況。

1.2 解決方法

（1）針對(duì)高壓報(bào)警狀況可運(yùn)用點(diǎn)擊消警復(fù)位按鍵而重新復(fù)位，按鍵處于壓力繼電器上。還可以采用解決方法為：①如果判斷制冷劑太多，排氣壓力高，可以將一部分制冷劑排放。倘若在正常運(yùn)作狀態(tài)，可先打開(kāi)水冷凝器的截止閥，促使其中的空氣釋放出一些，再將管道上的閥門(mén)以最大程度開(kāi)放，釋放出一些制冷劑；②降低循環(huán)水水溫或者是增大循環(huán)水流量；③停機(jī)后清洗水冷凝器，提高冷卻效果；④對(duì)制冷管進(jìn)行檢漏，檢查是否有泄漏，如果發(fā)現(xiàn)漏點(diǎn)需要進(jìn)行處理。

（2）針對(duì)油壓差報(bào)警狀況的發(fā)生可采用如下舉措：先通過(guò)手動(dòng)復(fù)位，再檢查壓縮機(jī)冷凍機(jī)油油位是否低于油位限度。接著更換壓縮機(jī)冷凍機(jī)油，并對(duì)過(guò)濾器濾網(wǎng)進(jìn)行清洗后安裝。

（3）對(duì)于壓縮機(jī)熱保護(hù)（電機(jī)溫度超過(guò)85 ℃）溫度過(guò)高情況,相對(duì)應(yīng)的解決方法是：①重新啟動(dòng)壓縮機(jī)；②檢查制冷劑，如果判斷制冷劑不足或缺少，及時(shí)補(bǔ)充制冷劑；③檢查壓縮機(jī)的電源是否穩(wěn)定，必須提供穩(wěn)定的三相電源；④檢查壓縮機(jī)熱保護(hù)模塊是否完好，如果出現(xiàn)故障及時(shí)更換。

（4）對(duì)于水壓力的報(bào)警情況,相應(yīng)的解決方法：①增大外部的供水壓力，確保冷卻水壓力高于水壓繼電器設(shè)定的壓力，在確保高壓不報(bào)警以及冷卻效果達(dá)標(biāo)的前提下，可相應(yīng)將壓力繼電器原先所設(shè)置的壓力調(diào)低點(diǎn)，保證水壓力相較于原先所設(shè)置的壓力要高些，則可解除壓力報(bào)警；②對(duì)壓力繼電器進(jìn)行仔細(xì)查驗(yàn)，倘若是其自身發(fā)生故障，則要即刻予以更換。

（5）針對(duì)壓縮機(jī)無(wú)法正常運(yùn)作和啟動(dòng)的問(wèn)題，相應(yīng)處理舉措有：①對(duì)壓縮機(jī)實(shí)施重啟操作；②查驗(yàn)引發(fā)報(bào)警的原因和相關(guān)信息，并消除報(bào)警；③檢查壓縮機(jī)電流會(huì)不會(huì)出現(xiàn)過(guò)載或過(guò)大，查驗(yàn)出導(dǎo)致的原由，在熱過(guò)載復(fù)位后便能二次啟動(dòng)；④檢查壓縮機(jī)，找專(zhuān)業(yè)維修壓縮機(jī)技術(shù)人員檢查維修壓縮機(jī)；⑤檢查是否是控制系統(tǒng)故障，需要由專(zhuān)業(yè)人員或廠家軟件人員解決；⑥查驗(yàn)電器元件是否出現(xiàn)了故障，倘若確定是電器部件致使的故障，日常中都是實(shí)施更換的舉措來(lái)解決。

（6）就壓縮機(jī)運(yùn)行中的自停機(jī)狀況，相對(duì)應(yīng)的解決方法是：①重新啟動(dòng)壓縮機(jī)；②查驗(yàn)引發(fā)報(bào)警的原因和相關(guān)信息，并消除報(bào)警；③檢查壓縮機(jī)電流會(huì)不會(huì)出現(xiàn)過(guò)載或過(guò)大，查驗(yàn)出導(dǎo)致的原由，在熱過(guò)載復(fù)位后便能二次啟動(dòng)；④檢查壓縮機(jī)交流接觸器、過(guò)載保護(hù)、電機(jī)等電器系統(tǒng)是否正常，如果確認(rèn)電器元件損壞，及時(shí)更換。

（7）對(duì)于制冷系統(tǒng)制冷效果不好的情況，相對(duì)應(yīng)的解決方法是：①檢查制冷劑，如果判斷制冷劑不足或缺少，及時(shí)補(bǔ)充制冷劑；②為保證壓縮機(jī)運(yùn)作呈現(xiàn)出最佳工況，可調(diào)節(jié)冷凝器膨脹閥、板層來(lái)實(shí)現(xiàn)；③檢查制冷系統(tǒng)是否堵塞不暢，找到堵塞部位和原因，對(duì)應(yīng)采取措施解決；④專(zhuān)業(yè)人員檢查壓縮機(jī)、檢查報(bào)警信息與引發(fā)的原由，并消除報(bào)警；⑤檢查壓縮機(jī)電流會(huì)不會(huì)出現(xiàn)過(guò)載或過(guò)大，查驗(yàn)出原因，在熱過(guò)載復(fù)位后便能二次啟動(dòng)；⑥對(duì)壓縮機(jī)開(kāi)展查驗(yàn)工作，檢查是否是因紙墊破損而導(dǎo)致的故障，倘若是則要及時(shí)更換與維修。

2 制冷系統(tǒng)日常維護(hù)和保養(yǎng)的方法

2.1 檢漏

（1）系統(tǒng)打壓，將氮?dú)獬渲?.4 MPa，當(dāng)壓力表都平衡后再對(duì)各表數(shù)值進(jìn)行記錄，且保壓時(shí)限超出24 h，查看各階段數(shù)值會(huì)不會(huì)下降，倘若有明顯的下降就表示系統(tǒng)存在漏點(diǎn)，這時(shí)可以通過(guò)查驗(yàn)各連接點(diǎn)和焊點(diǎn)的方式來(lái)實(shí)施檢漏措施。

（2）確保系統(tǒng)有制冷劑和4 個(gè)表數(shù)值平衡時(shí)，通過(guò)鹵素?zé)魜?lái)查驗(yàn)各引發(fā)故障的位置。

2.2 充注制冷劑

（1）明確充注制冷劑的相應(yīng)規(guī)格與型號(hào)，必須是確定了型號(hào)與質(zhì)量均符合要求后才能充注。需注意，劣質(zhì)制冷劑會(huì)對(duì)系統(tǒng)運(yùn)作和機(jī)械構(gòu)成很大破壞力，輕則導(dǎo)致運(yùn)行不暢，重則直接損壞設(shè)備。

（2）將低壓口閥門(mén)松開(kāi)，禁止平躺或倒放鋼瓶，充注之前要將管路中的空氣釋放出，防止空氣進(jìn)入系統(tǒng)。

（3）開(kāi)展充注前的檢查和確定工作，如若是完整性則建議先開(kāi)展抽真空操作；倘若是補(bǔ)充性則要將其中的空氣全部釋放后再進(jìn)行相應(yīng)的補(bǔ)充。

（4）制冷劑若為共沸，則鋼瓶勿平躺或倒置；若為非共沸，則建議將鋼瓶進(jìn)行平躺或是倒置的方式處理，但應(yīng)將其罐口的閥門(mén)盡量關(guān)小來(lái)防止引發(fā)液擊狀況。

（5）開(kāi)展充注前要保障連接管不會(huì)發(fā)生泄漏，并將其與排出口相連→開(kāi)閥門(mén)，排出制冷劑→連接管道另端與氣液分離器角閥→關(guān)注各表壓力值、壓縮機(jī)回霜情況以及視鏡氣泡量情況，并以此來(lái)判斷和確定好充注量。

2.3 調(diào)節(jié)膨脹閥

在進(jìn)行膨脹閥調(diào)節(jié)時(shí)，順時(shí)針調(diào)節(jié)是將流量調(diào)小，逆時(shí)針調(diào)節(jié)是將流量調(diào)大；可以從觀察壓縮機(jī)吸氣口的結(jié)霜量狀況和視液鏡的氣泡量狀況來(lái)得出膨脹閥調(diào)節(jié)是大或小，須重視每次調(diào)節(jié)量不可偏大，且兩次調(diào)節(jié)要求間隔15 min 以上，便于檢查和觀測(cè)系統(tǒng)運(yùn)作趨勢(shì)。當(dāng)膨脹閥確定好調(diào)定后就不要輕易再去調(diào)動(dòng)，除了工況變動(dòng)比較大的情況下才調(diào)。

2.4 收液

關(guān)出液閥→壓縮機(jī)啟動(dòng)10 s 后開(kāi)啟板冷電磁閥和冷凝電磁閥→運(yùn)行5～8 min 時(shí)查驗(yàn)其中壓狀況→運(yùn)行至0 kgf/cm 前后停止→同時(shí)關(guān)進(jìn)液閥，氟利昂即收液收至水冷凝器內(nèi)。

2.5 更換清洗過(guò)濾器

當(dāng)凍干機(jī)運(yùn)作超出1 年時(shí)限時(shí)，則需對(duì)干燥過(guò)濾器的濾芯和回氣過(guò)濾器的濾芯進(jìn)行一次更換。一般來(lái)說(shuō)都建議盡量1 年換一次，若是不能更換則應(yīng)當(dāng)對(duì)其拆卸、清洗和保養(yǎng)。

2.6 換冷凍機(jī)油

2.6.1 冷凍機(jī)油的使用

通常來(lái)說(shuō)，凍干機(jī)在首次運(yùn)作達(dá)到500 h 時(shí)需要對(duì)冷凍機(jī)油予以更換，第二次運(yùn)作達(dá)8000～10 000 h 時(shí)再進(jìn)行冷凍油的更換，換油環(huán)節(jié)油液位接近視鏡1/2 位置就行，不需多加。加多易致使和引發(fā)油擊狀況。且日常中都是以廠家對(duì)專(zhuān)用油的指定與要求來(lái)實(shí)施。

2.6.2 冷凍機(jī)油的更換

關(guān)閉吸氣閥門(mén)→手動(dòng)復(fù)位安全控制器和開(kāi)啟壓縮機(jī)→制冷劑入系統(tǒng)→待機(jī)內(nèi)壓與大氣壓平衡時(shí)關(guān)機(jī)，且斷電和關(guān)閥門(mén)→放出油過(guò)濾器的臟油→汽油清洗、吹干并安裝→抽真空，吸入冷凍機(jī)油→油液位到視油鏡1/2 后擰上絲堵→對(duì)壓縮機(jī)腔室用真空泵抽真空→抽真空結(jié)束后，開(kāi)啟壓縮機(jī)吸排氣截止閥門(mén)。

3 結(jié)論

總之，在凍干機(jī)制冷系統(tǒng)日常運(yùn)作中，需針對(duì)常見(jiàn)故障創(chuàng)建出相應(yīng)的維護(hù)和保養(yǎng)措施。